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ES2541331B2 - Separador de vapor y reactor nuclear de agua en ebullición que incluye el mismo - Google Patents

Separador de vapor y reactor nuclear de agua en ebullición que incluye el mismo Download PDF

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ES2541331B2
ES2541331B2 ES201431931A ES201431931A ES2541331B2 ES 2541331 B2 ES2541331 B2 ES 2541331B2 ES 201431931 A ES201431931 A ES 201431931A ES 201431931 A ES201431931 A ES 201431931A ES 2541331 B2 ES2541331 B2 ES 2541331B2
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separation cylinder
steam
liquid
boiling water
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ES201431931A
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ES2541331A1 (es
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Phillip Glen ELLISON
Adrian M MISTREANU
Bobby Glenn MALONE
John S. Bennion
Bulent ALPAY
Michael James
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GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
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GE Hitachi Nuclear Energy Americas LLC
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C15/00Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants
    • G21C15/16Cooling arrangements within the pressure vessel containing the core; Selection of specific coolants comprising means for separating liquid and steam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D45/00Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/12Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces
    • B01D45/16Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by centrifugal forces generated by the winding course of the gas stream, the centrifugal forces being generated solely or partly by mechanical means, e.g. fixed swirl vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B37/00Component parts or details of steam boilers
    • F22B37/02Component parts or details of steam boilers applicable to more than one kind or type of steam boiler
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Abstract

Separador de vapor y reactor nuclear de agua en ebullición que incluye el mismo.#Un sistema de separación de vapor que incluye un tubo vertical configurado para recibir una corriente de flujo de dos fases de gas-líquido, un primer difusor configurado para recibir la corriente de flujo de dos fases de gas-líquido desde el tubo vertical, incluyendo el primer difusor un generador de turbulencias configurado para separar la corriente de flujo de dos fases de gas-líquido, y un cilindro de separación configurado para recibir la corriente de flujo de dos fases de gas-líquido desde el generador de turbulencias, incluyendo el cilindro de separación un canal estriado que tiene orificios a lo largo de una superficie interior del mismo.

Description

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DESCRIPCION
Separador de vapor y reactor nuclear de agua en ebullicion que incluye el mismo
Antecedentes
Campo
Las realizaciones ejemplares se refieren a un sistema de separation de vapor para un reactor nuclear de agua en ebullicion y/o a un reactor nuclear de agua en ebullicion que incluye dicho separador.
Description de la tecnica relacionada
Un reactor nuclear de agua en ebullicion genera vapor de agua mediante la utilization de calor generado a partir de un nucleo y hace girar una turbina y un generador de energia mediante vapor. En un reactor nuclear de agua a presion, el agua de refrigeration fluye separadamente en un sistema de refrigeracion primario que circula a traves del reactor nuclear, y en un sistema de refrigeracion secundario que sirve como un generador de vapor. En el sistema de refrigeracion primario, se genera agua a alta temperatura mediante el calor generado por el nucleo del reactor nuclear. En el sistema de refrigeracion secundario, el agua en el sistema de refrigeracion secundario se hierve en un intercambiador de calor en el generador de vapor para convertirse en vapor, que hace girar una turbina o un generador de energia.
Sin importar el tipo de reactor, la humedad debe ser eliminada del vapor que se suministra a la turbina. Para este fin, un reactor tipico esta provisto de una pluralidad de separadores de vapor, secadores y similares para eliminar el agua de un flujo de dos fases de vapor y el agua generada en el reactor nuclear o en el generador de vapor.
En un separador de vapor convencional, incluso si el agua separada del flujo de dos fases que ha fluido en el separador de vapor se descarga fuera del cilindro a traves de la tuberia de descarga de agua, la mayor parte del vapor fluye desde la parte superior del cilindro. Por lo tanto, si la velocidad de la corriente de flujo de dos fases (FS) es alta y/o el contenido de humedad de entrada del separador de vapor es alto, se incrementa el numero de gotas diminutas que son llevadas por el vapor, lo que puede resultar en un aumento en el
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transporte de humedad. El aumento del transporte de humedad aumenta los niveles de radiactividad en la planta y afecta negativamente al rendimiento de salida. Si los niveles de transporte de humedad se vuelven indeseablemente altos, ciertos componentes de la lmea de vapor principal y la turbina pueden verse afectados negativamente como resultado de la degradation aumentada de tales mecanismos, tales como el flujo de corrosion acelerada que conduce a mayores costes de mantenimiento.
Sumario
Las realizaciones ejemplares se refieren a un sistema de separation de vapor y/o a un reactor nuclear de agua en ebullition que incluye dicho sistema. En particular, realizaciones ejemplares se dirigen a un sistema de separacion de vapor de multiples zonas y/o a un reactor nuclear de agua en ebullicion que incluye dicho sistema.
De acuerdo con un ejemplo de realization, un sistema de separacion de vapor incluye un tubo vertical configurado para recibir una corriente de flujo de dos fases de gas-Kquido, un primer difusor configurado para recibir la corriente de flujo de dos fases gas-liquido del tubo vertical, incluyendo el primer difusor un generador de turbulencias configurado para separar la corriente de flujo de dos fases de gas-liquido, y un cilindro de separacion configurado para recibir la corriente de flujo de dos fases de gas-liquido desde el generador de turbulencias, incluyendo el cilindro de separacion un canal estriado que tiene orificios a lo largo de una superficie interior del mismo.
De acuerdo con otro ejemplo de realizacion, un reactor nuclear de agua en ebullicion incluye un recipiente de presion del reactor, un nucleo en el recipiente de presion del reactor, y una pluralidad de sistemas de separacion de vapor de acuerdo con un ejemplo de realizacion, estando la pluralidad de sistemas de separacion de vapor dispuestos por encima del nucleo en el recipiente de presion del reactor.
Breve description de los dibujos
Las diversas caracteristicas y ventajas de realizaciones ejemplares no limitativas en el presente documento seran mas evidentes a partir de la descripcion detallada en conjuncion con los dibujos adjuntos. Los dibujos adjuntos se proporcionan simplemente para fines ilustrativos y no deben ser interpretados para limitar el alcance de las reivindicaciones. Los dibujos adjuntos no deben ser considerados como dibujados a escala a menos que se
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indique de forma expKcita. Para fines de claridad, las diversas dimensiones de los dibujos pueden haber sido exageradas.
La figura 1 es una vista en seccion transversal de un reactor nuclear de agua en ebullicion de acuerdo con un ejemplo de realization.
La figura 2 es una vista en seccion transversal longitudinal de uno de los separadores de vapor 1000 de acuerdo con un ejemplo de realizacion.
La figura 3A es una vista superior de un ejemplo de realizacion de un generador de turbulencias y de la estructura estabilizadora del separador de vapor de la figura 2, y la figura 3B es una vista en perspectiva de un ejemplo de realizacion de un generador de turbulencias y de la estructura estabilizadora del separador de vapor de la figura 2.
La figura 4 es una vista en seccion transversal ampliada de un ejemplo de realizacion de un canal estriado del cilindro de separation de la figura 2.
Description detallada
Debe entenderse que cuando un elemento se refiere como "encima de", "conectado a", "acoplado a" o "cubriendo" otro elemento, puede estar directamente encima de, conectado a, acoplado a, o cubriendo el otro elemento o elementos que intervienen que pueden estar presentes. En contraste, cuando un elemento se denomina como "directamente sobre", "directamente conectado a", o "directamente acoplado a" otro elemento, no hay elementos intermedios presentes. Los numeros iguales se refieren a elementos similares en toda la memoria. Tal como se utiliza aqti, el termino "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o mas de los elementos enumerados asociados.
Debe entenderse que, aunque los terminos primero, segundo, tercero, etc., pueden ser utilizados en el presente documento para describir varios elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, componentes, regiones, capas, y/o secciones no deben estar limitados por estos terminos. Estos terminos solo se utilizan para distinguir un elemento, componente, region, capa o seccion de otra region, capa o seccion. Por lo tanto, un primer elemento, componente, region, capa o seccion que se describe a continuation podria denominarse un segundo elemento, componente, region, capa o seccion sin apartarse de las ensenanzas de las realizaciones de ejemplo.
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Terminos relativos al espacio (por ejemplo, "por debajo", "abajo", "bajo", "arriba", "superior", y similares) pueden utilizarse en este documento para facilitar la description para describir un elemento o caracteristica en relation a otro elemento(s) o caracteristica(s) como se ilustra en las figuras. Debe entenderse que los terminos relativos al espacio pretenden abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso u operation ademas de la orientation representada en las figuras. Por ejemplo, si al dispositivo en las figuras se da la vuelta, los elementos descritos como "abajo" o "por debajo" de otros elementos o caracteristicas estarian entonces orientados "por encima" de los otros elementos o caracteristicas. Asi, el termino "por debajo" puede abarcar tanto una orientacion hacia arriba y hacia abajo. El dispositivo puede estar orientado de otra manera (girado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores relativos al espacio usados en este documento han de interpretarse en consecuencia.
La terminologia utilizada en la presente memoria es para el proposito de describir diversas formas de realization unicamente y no se pretende que sea limitativa de realizaciones de ejemplo. En la presente memoria, las formas singulares "un", "una" y "el/la" pretenden incluir las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Ademas, sera entendido que los terminos "incluye", "que incluye", "comprende" y/o "que comprende", cuando se usan en esta memoria descriptiva, especifican la presencia de caracteristicas, numeros enteros, etapas, operaciones, elementos, y/o componentes, pero no excluye la presencia o adicion de una o mas de otras caracteristicas, numeros enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos.
Las realizaciones ejemplares se describen en el presente documento con referencia a las ilustraciones en seccion transversal que son ilustraciones esquematicas de realizaciones idealizadas (y estructuras intermedias) de realizaciones de ejemplo. Como tal, deben esperarse variaciones de las formas de las ilustraciones como resultado, por ejemplo, de las tecnicas de fabrication y/o tolerancias. Por lo tanto, los ejemplos de realizacion no deben interpretarse como limitados a las formas de las regiones ilustradas en la presente memoria, sino que han de incluir desviaciones en formas que resultan, por ejemplo, de la fabricacion.
A menos que se defina lo contrario, todos los terminos (incluyendo los terminos tecnicos y cienrificos) usados aqu tienen el mismo significado que se entiende comunmente por un experto ordinario en la tecnica a la que pertenecen las realizaciones de ejemplo. Se entendera ademas que los terminos, incluidos los definidos en los diccionarios de uso
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comun, deben interpretarse como teniendo un significado que es coherente con su significado en el contexto de la tecnica pertinente y no se interpretaran en un sentido idealizado o demasiado formal a menos que se defina aqu expresamente.
La figura 1 es una vista en seccion transversal de un reactor nuclear de agua en ebullicion (BWR) de acuerdo con un ejemplo de realization. En el BWR 1A nuclear, una pluralidad de separadores de vapor 1000 que tienen la estructura descrita a continuation se encuentran en la parte superior del recipiente de presion 6 del reactor. La siguiente es una description de la estructura en el interior del recipiente de presion 6.
Una cubierta 8 del nucleo cilmdrico, que es concentrica con el recipiente de presion 6, esta instalada en una parte inferior en el recipiente de presion 6. Una camara de sobrepresion inferior 10 del nucleo esta formada en la parte baja de la cubierta 8 del recipiente de presion 6. Un nucleo 7 esta dispuesto por encima de la parte superior de esta camara 10 y rodeado por la cubierta 8. El nucleo 7 incluye combustible nuclear, que genera calor, convirtiendo el agua ligera del reactor en vapor. Tambien hay una camara de sobrepresion superior 11c del nucleo por encima del nucleo 7. Un cabezal de cubierta 12a esta dispuesto por encima de la camara superior 11c. Debe indicarse que un espacio anular 9 esta formado entre el recipiente de presion 6 y la cubierta 8, y esto funciona como una trayectoria de circulation para el agua ligera.
Un numero prescrito de orificios (no mostrados) a traves de los cuales pasa el refrigerante se proporcionan en el cabezal de cubierta 12a. Una pluralidad de separadores de vapor 1000 se inserta en estos orificios y se alinean en paralelo. Las trayectorias de flujo que unen el nucleo 7 y el separador de vapor 1000 estan conectadas a traves de la camara superior 11c. Ademas, un secador de vapor 13 se proporciona por encima de los separadores de vapor 1000. Una boquilla de entrada de agua de alimentation 17 y una boquilla de salida de vapor 15 estan previstas en la pared lateral del recipiente de presion 6. Unas bombas internas 90 estan previstas en la portion inferior del recipiente de presion del reactor 6.
En el BWR 1A nuclear, el vapor generado en el nucleo 7 fluye en cada uno de los separadores de vapor 1000 montados en el cabezal de cubierta 12a a traves de la camara superior 11c como un flujo de dos fases de gas-liquido que incluye el agua ligera. En los separadores de vapor 1000, la corriente de flujo de dos fases de gas-liquido introducida pasa a traves en una direccion ascendente.
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Los separadores de vapor 1000 suministran vapor que contiene la humedad que no puede ser eliminada por el secador de vapor 13 situado por encima de los separadores de vapor 1000.
El vapor (vapor saturado) a partir del cual se elimina aun mas la humedad mediante el secador de vapor 13 sale por la boquilla de salida de vapor 15 y se suministra a la turbina 2. Este vapor acciona la turbina 2, que gira un generador (no mostrado) unido a la turbina 2, y de ese modo se genera la energia. El vapor expulsado desde la turbina 2 se condensa en el condensador 3 y se convierte en agua condensada. El agua condensada, es decir, el agua de refrigeracion (agua ligera) se suministra a un calentador de agua de alimentacion 5 mediante una bomba de agua de alimentacion 4. El agua de refrigeracion calentada por el calentador de agua de alimentacion 5 se introduce en el recipiente de presion 6 desde la boquilla de agua de alimentacion 17.
Mientras tanto, el agua separada por el separador de vapor 1000 se mezcla con el agua de refrigeracion suministrada desde la boquilla de entrada de agua de alimentacion 17 y desciende por el espacio anular 9 y se introduce en el nucleo 7 a traves de la camara inferior 10. En este momento, el agua de refrigeracion suministrada al nucleo 7 es presurizada mediante la bomba interna 90.
La figura 2 es una vista en seccion transversal longitudinal de uno de los separadores de vapor 1000 de acuerdo con un ejemplo de realization. Se apreciara que cada uno de, o algunos de, la pluralidad de separadores de vapor 1000 puede tener la estructura mostrada en la figura 2.
En un ejemplo de realizacion, el separador de vapor 1000 incluye un tubo vertical 100, un primer difusor 150, un generador de turbulencias 200 que incluye una pluralidad de deflectores 220, una estructura estabilizadora 300, un cilindro de separation 400, un faldon 600, un canal de drenaje 700 y un segundo difusor 800.
El tubo vertical 100 esta configurado para introducir una corriente de flujo de dos fases de gas-liquido (FS), que se indica mediante la flecha en la figura 2. El gas de la FS de dos fases de gas-liquido puede ser vapor, y el liquido de la FS de dos fases de gas-liquido puede ser agua.
La entrada 110 del tubo vertical 100 tiene una forma acampanada, y el tubo vertical 100
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tiene una forma cilmdrica entre los mismos. La forma acampanada de la entrada 110 mitiga o previene una caida en la presion de la FS de dos fases de gas-Kquido. La forma acampanada de la entrada 110 tiene un radio de curvatura variable que puede ajustarse a las condiciones de limite de la FS de dos fases de gas-Kquido (por ejemplo, flujo, presion y calidad de vapor). La forma acampanada de la entrada 110 puede modificarse sobre la base de las caracteristicas de la FS de dos fases de gas-Kquido que entra en el tubo vertical 100.
El tubo vertical 100 puede estar recubierto con un material que contribuye a la mitigacion o prevention de una caida en la presion de la FS de dos fases de gas-Kquido. El material de revestimiento puede ser TiO2, que se describe en la Publication de Patente de Estados Unidos No. 2010/0055308, todo el contenido de la cual se incorpora aqu por referencia.
El primer difusor 150 se conecta a la superficie de extremo superior del tubo vertical 100 y forma una trayectoria de flujo. Por ejemplo, el primer difusor 150 esta soldado al tubo vertical 100. El interior del primer difusor 150 esta equipado con un generador de turbulencias 200 y una estructura 300. El generador de turbulencias 200 incluye una pluralidad de deflectores ciclonicos 220 que estan montados radialmente alrededor de un buje 310 de la estructura estabilizadora 300. La estructura estabilizadora 300 es una estructura integral que incluye el buje 310, y un estabilizador 320 que se extiende en una direction hacia arriba desde el buje 310. El buje 310 tiene una forma cilmdrica y el estabilizador 320 se encuentra en una parte superior superficie del buje y puede ser en forma de cono. Sin embargo, los ejemplos de realization no se limitan a los mismos.
El borde exterior de cada uno de la pluralidad de deflectores ciclonicos 220 esta conectado a la superficie interior del primer difusor 150. Como resultado, la pluralidad de deflectores ciclonicos 220 forma la trayectoria de flujo en el espacio formado por la superficie interior del primer difusor 150, la estructura estabilizadora 300 y la pluralidad de deflectores ciclonicos 220.
La figura 3A es una vista superior de un ejemplo de realizacion de un generador de turbulencias y de la estructura estabilizadora del separador de vapor de la figura 2, y la figura 3B es una vista en perspectiva de un ejemplo de realizacion de un generador de turbulencia y de la estructura estabilizadora del separador de vapor de la figura 2.
En las figuras 3A-3B, una pluralidad de deflectores ciclonicos 220 esta montadas radialmente alrededor del buje 310, y los bordes exteriores de la pluralidad de deflectores
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ciclonicos 220 estan conectados a la superficie interna del primer difusor 150. Aqui, se muestran ocho deflectores ciclonicos 220, pero los ejemplos de realization no se limitan a las mismas. La estructura estabilizadora 300 puede prevenir o inhibir que la FS de dos fases de gas-Kquido forme un vortice cuando la FS de dos fases de gas-Kquido fluye a traves de la pluralidad de deflectores ciclonicos 220. La estructura estabilizadora 300 que incluye el buje 310 y el estabilizador 320 esta dispuesta en la portion de eje central del primer difusor 150. Despues de que el generador de turbulencias 200 y el estabilizador 300 se monten por separado, pueden unirse juntos.
El generador de turbulencias 200 esta configurado para recibir la FS de dos fases de gas- liquido desde el tubo vertical 100 y separar el liquido de la FS de dos fases de gas-Kquido. El generador de turbulencias 200 separa la FS de dos fases de gas-liquido en la zona central axial del primer difusor 150 en vapor con una caida de presion relativamente pequena.
La pluralidad de deflectores ciclonicos 220 se ajustan en un canal estriado 410 del cilindro de separation 400 que se describira posteriormente. Por ejemplo, el angulo de la pluralidad de deflectores ciclonicos 220 esta disenado para corresponder con el angulo del canal estriado 410 del cilindro de separacion 400, de tal manera que el sistema tiene una caida en la presion minima o reducida y una eficiencia de separacion maxima o aumentada (reduction del transporte).
Una forma de la pluralidad de deflectores ciclonicos 220 puede modificarse en base a las caracteristicas de la FS de dos fases de gas-liquido a la entrada de la tuberia vertical 100 (el contenido de vapor de humedad, la distribution del flujo basado en la position del sistema de separacion de vapor en el BWR y la direction del flujo en relation con el cabezal de cubierta 12a (vease la figura 1)).
El estabilizador 320 se extiende en una direccion hacia arriba desde el buje 310 del generador de turbulencias 200 dentro del primer difusor 150. El estabilizador 320 esta configurado para recibir la FS de dos fases de gas-liquido del generador de turbulencias 200, y para dirigir el gas de la FS de dos fases de gas-liquido a la zona de centro axial del primer difusor 150. Al dirigir el gas hacia el centro del primer difusor 150, el estabilizador 320 mitiga o previene la caida en la presion la FS de dos fases de gas-liquido, al tiempo que mejora la separacion de humedad.
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Volviendo a la figura 2, el cilindro de separation 400 esta conectado a la superficie de extremo superior del primer difusor 150 y forma una trayectoria de flujo. Por ejemplo, el cilindro de separacion 400 esta soldado al primer difusor 150. El cilindro de separacion 400 esta configurado para recibir la FS de dos fases de gas-Kquido del estabilizador 320. Un faldon 600 forma un espacio anular que encierra el primer difusor 150 y el cilindro de separacion 400, de manera que sea concentrico con los mismos y define un espacio entre los mismos referido como canal de drenaje 700. El espacio entre los mismos incluye el canal de drenaje 700 que se describira en detalle mas adelante.
Las paredes internas 420 del cilindro de separacion 400 se pueden recubrir con un agente anti-incrustante para minimizar o reducir una perdida de friction de la superficie. El agente anti-incrustante puede ser TiO2, que se describe en la Publication de Patente de Estados Unidos N° 2010/0055308, los contenidos de la cual se incorporan aqu por referencia.
El cilindro de separacion 400 incluye un canal estriado 410, un faldon 600, y un canal de drenaje 700. El canal estriado 410 forma una forma de rotacion estriada en las paredes interiores 420 del cilindro de separacion 400. El canal estriado 410 se ajusta con una pluralidad de deflectores ciclonicos 220. El canal estriado 410 separa el liquido de la FS de dos fases de gas-liquido y dirige el liquido al canal de drenaje 700, minimizando o reduciendo asi el arrastre adicional del liquido separado.
La FS de dos fases de gas-liquido fluye a traves del cilindro de separacion 400 en contacto con el canal estriado 410, que tiene la forma de rotation estriada en las paredes internas 420 del cilindro de separacion, separa el liquido en contacto con las paredes internas 420 de la FS de dos fases de gas-liquido y dirige el liquido hacia el canal de drenaje 700. El generador de turbulencias 200 separa por centrifugation el liquido de la FS de dos fases de gas-liquido en gotas que se adhieren a las paredes interiores 420 del cilindro de separacion 400 y el gas en la FS de dos fases de gas-liquido fluye hacia el centro del cilindro de separacion 400.
El canal estriado 410 en las paredes interiores 420 del cilindro de separacion 400 mejora la capacidad de separacion en y cerca de la superficie del cilindro de separacion 400 y tambien mejora la capacidad de drenaje del cilindro de separacion 400, mientras que mitiga o previene una perdida de presion. El canal estriado 410 reducira la cantidad de remolino que necesita ser impuesta en la entrada 110 del separador de vapor 1000, mitigando o previniendo asi una perdida de presion.
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Una serie de orificios 430 en el canal estriado 410 recogera el Kquido de la FS de dos fases de gas-Kquido y lo redirigira al canal de drenaje 700. Una mayor cantidad de orificios 430 estan situados en la parte del canal estriado 410 mas cercana al tubo vertical 100 para controlar la capacidad de drenaje. La forma de los orificios 430 se ajusta a la posicion en el canal estriado 410.
El liquido separado de la FS de dos fases de gas-Kquido se recoge mediante los orificios en el canal estriado 410, y fluye hacia abajo a traves del canal de drenaje 700. El canal estriado 410 obstruye el canal de drenaje 700 y, por lo tanto, acelera la separation del liquido de la FS de dos fases de gas-Kquido. La caida de presion en el cilindro de separacion 400 crea suction en el espacio entre el cilindro de separacion 400 y el canal de drenaje 700, que se aplica luego a la FS de dos fases de gas-Kquido antes de que la FS de dos fases de gas- liquido entre en el canal de drenaje 700.
Una description adicional del canal estriado 410 se hara con referencia a la figura 4. La figura 4 es una vista en seccion transversal ampliada de un canal estriado del cilindro de separacion de la figura 2.
En la figura 4, la forma de rotation estriada del canal estriado 410 incluye una portion inferior 10 que tiene un paso variable ajustado con la pluralidad de deflectores ciclonicos 220, y una porcion superior 20 que tiene tambien un paso variable que corresponde con la porcion inferior 10. A medida que la FS de dos fases de gas-liquido se desplaza hacia arriba, la cantidad de liquido separado de la FS de dos fases de gas-liquido disminuye. Por lo tanto, una cantidad menor o mayor de rotacion puede ser necesaria en la porcion superior 20 del canal estriado 410 en comparacion con la porcion inferior 10 para mitigar o evitar una perdida de la presion (es decir, un paso variable). El liquido recogido de la FS de dos fases de gas-liquido en el canal estriado 410 es recogido por los orificios 430 y entra en el canal de drenaje 700.
Volviendo a la figura 2, un segundo difusor 800 esta conectado a la superficie de extremo superior del cilindro de separacion 400 y forma una trayectoria de flujo. Por ejemplo, el segundo difusor 800 esta soldado al cilindro de separacion 400. El segundo difusor 800 permite la mezcla de la FS de dos fases de gas-liquido que sale del cilindro de separacion 400. El segundo difusor 800 puede tener una forma tal que la salida sea mas ancha que la entrada al mismo, y la altura y el angulo de las paredes laterales del segundo difusor pueden
variar dependiendo de la disposition del segundo difusor 800 en el separador de vapor 1000.
Todos los componentes del separador de vapor pueden estar hechos de materiales que se 5 sabe que son aceptables para un entorno nuclear. Por ejemplo, el acero inoxidable (304, 316, XM-19, o equivalente) puede ser utilizado.
Habiendose descrito ejemplos de formas de realization de este modo, se apreciara por parte de un experto en la tecnica que los ejemplos de realizacion se pueden variar a traves 10 de experimentation de rutina y sin actividad inventiva adicional. Las variaciones no deberan considerarse como una desviacion del espmtu y del ambito de las realizaciones de ejemplo, y todas estas modificaciones, como seria obvio para un experto en la tecnica, se pretende que esten incluidas dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (18)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema de separation de vapor que comprende:
    un tubo vertical configurado para recibir una corriente de flujo de dos fases de gas-Kquido;
    un primer difusor configurado para recibir la corriente de flujo de dos fases de gas-Kquido desde el tubo vertical, incluyendo el primer difusor un generador de turbulencias configurado para separar la corriente de flujo de dos fases de gas-liquido; y
    un cilindro de separacion configurado para recibir la corriente de flujo de dos fases de gas- liquido desde el generador de turbulencias, incluyendo el cilindro de separacion un canal estriado que tiene orificios a lo largo de una superficie interior del mismo, y donde el canal estriado forma una forma de rotation estriada en las paredes interiores del cilindro de separacion y que se extiende por una longitud del cilindro de separacion.
  2. 2. El sistema de separacion de vapor de la reivindicacion 1, en el que los orificios del canal estriado estan configurados para recoger el liquido de la corriente de flujo de dos fases gas- liquido.
  3. 3. El sistema de separacion de vapor de la reivindicacion 1, en el que el canal estriado del cilindro de separacion tiene un paso variable.
  4. 4. El sistema de separacion de vapor de la reivindicacion 1, en el que el primer difusor incluye una estructura estabilizadora configurada para dirigir el gas de la corriente de flujo de dos fases de gas-liquido hacia un centro del cilindro de separacion.
  5. 5. El sistema de separacion de vapor de la reivindicacion 4, en el que el generador de turbulencias incluye una pluralidad de deflectores ciclonicos, estando la pluralidad de deflectores ciclonicos ajustada con el canal estriado del cilindro de separacion.
  6. 6. El sistema de separacion de vapor de la reivindicacion 5, en el que la estructura estabilizadora incluye un buje y un estabilizador, y
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    la pluralidad de deflectores ciclonicos esta montada radialmente alrededor del buje.
  7. 7. El sistema de separation de vapor de la reivindicacion 1, en el que la superficie interior del cilindro de separacion y una superficie interior del tubo vertical estan recubiertas con un agente anti-incrustante.
  8. 8. El sistema de separacion de vapor de la reivindicacion 7, en el que el agente anti- incrustante incluye TiO2.
  9. 9. El sistema de separacion de vapor de la reivindicacion 1, en el que el tubo vertical incluye una entrada que tiene una forma acampanada.
  10. 10. El sistema de separacion de vapor de la reivindicacion 1, que comprende ademas:
    un segundo difusor conectado al cilindro de separacion, estando el segundo difusor configurado para mezclar la corriente de flujo de dos fases de gas-liquido que sale del cilindro de separacion.
  11. 11. El sistema de separacion de vapor de la reivindicacion 1, que comprende ademas:
    un canal de drenaje configurado para recibir la corriente de flujo de dos fases de gas-liquido desde el cilindro de separacion, estando el canal de drenaje configurado para aplicar suction a la corriente de flujo de dos fases de gas-liquido antes que la corriente de flujo de dos fases de gas-liquido entre en los orificios del canal de drenaje.
  12. 12. Un reactor nuclear de agua en ebullition que comprende: un recipiente de presion del reactor;
    un nucleo en el recipiente de presion del reactor; y
    una pluralidad de sistemas de separacion de vapor de acuerdo con la reivindicacion 1, estando la pluralidad de sistemas de separacion de vapor dispuestos por encima del nucleo en el recipiente de presion del reactor.
  13. 13. El reactor nuclear de agua en ebullicion de la reivindicacion 12, en el que los orificios del
    canal estriado estan configurados para recoger el Kquido de la corriente de flujo de dos fases de gas-Kquido.
  14. 14. El reactor nuclear de agua en ebullicion de la reivindicacion 12, en el que el canal 5 estriado del cilindro de separation tiene un paso variable.
  15. 15. El reactor nuclear de agua en ebullicion de la reivindicacion 12, en el que el primer difusor incluye una estructura estabilizadora configurada para dirigir el gas de la corriente de flujo de dos fases de gas-liquido hacia un centro del cilindro de separacion.
    10
  16. 16. El reactor nuclear de agua en ebullicion de la reivindicacion 15, en el que el generador de turbulencias incluye una pluralidad de deflectores ciclonicos, estando la pluralidad de deflectores ciclonicos ajustada con el canal estriado del cilindro de separacion.
    15 17. El reactor nuclear de agua en ebullicion de la reivindicacion 16, en el que
    la estructura estabilizadora incluye un buje y un estabilizador, y
    la pluralidad de deflectores ciclonicos esta montada radialmente alrededor del buje.
    20
  17. 18. El reactor nuclear de agua en ebullicion de la reivindicacion 12, en el que la superficie interior del cilindro de separacion y una superficie interior del tubo vertical estan recubiertas con un agente anti-incrustante.
    25 19. El reactor nuclear de agua en ebullicion de la reivindicacion 18, en el que el agente anti-
    incrustante incluye TiO2.
  18. 20. El reactor nuclear de agua en ebullicion de la reivindicacion 12, en el que el tubo vertical incluye una entrada que tiene una forma acampanada.
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